Realizzare un gioco di difesa della torre di guerra nella vita reale: 11 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:00

Ciao, siamo GBU!

Al nostro team è stato assegnato un compito nella nostra classe VG100, Intro to Engineering: progettare e costruire un vero gioco Warzone Tower Defense. VG100 è una classe di base che tutte le matricole devono frequentare presso il Joint Institute (JI.) Il Joint Institute è un programma tra l'Università del Michigan (UM) e la Shanghai Jiao Tong University (SJTU). Il Joint Institute, situato sulla bellissima e il vasto campus di Minhang, è accreditato ABET e ha vinto premi di alto livello; è una scuola prestigiosa e rinomata all'interno di SJTU e in Cina. La classe VG100 è un corso impegnativo e coinvolgente.

Per il gioco, dobbiamo costruire una torre di carta in grado di difendersi dagli insetti attaccanti (macchine robotiche). La torre utilizzerà un laser per colpire il sensore di luce sull'auto per fermarla. Avevamo alcuni requisiti da rispettare:

Le regole del gioco:

• L'auto robotica viaggerà dritta lungo un binario con una linea bianca centrale verso la torre.
• Il percorso, totale di 2,5 m, ha all'inizio una zona sicura di 0,5 m, dove l'auto non si fermerà nemmeno se irradiata dal laser della torre.
• Alla fine della zona sicura, c'è una linea bianca dove l'auto si fermerà per 2-4 secondi.
• Dopo l'arresto, l'insetto può essere irradiato dalla torre. Ci sarà un'ultima linea bianca in cui l'insetto si fermerà prima di colpire la torre.

Regolamento del Concorso:

Torre

• Deve essere costruito con carta A4
• È possibile utilizzare solo la colla bianca per assemblare la torre
• Almeno 60 cm di altezza
• La larghezza di ogni lato non deve superare i 3 pezzi di carta

Insetto/Auto

• Deve avere una tavola verticale anteriore con dimensioni di 15 m x 10 cm.
• Il fotosensore, che sta rilevando il laser, è posizionato a 5 cm dal suolo, prima del pannello verticale.
• Una parete riflettente è costruita attorno al sensore di luce.

Per un video di riferimento:

Passaggio 1: diagramma concettuale

Inclusi sopra sono i diagrammi esplosi dell'auto e della torre.

Passaggio 2: elenco dei materiali/forniture necessarie

Strumenti necessari:

• Colla calda
• Cacciavite
• Forbici
• viti
• Sega
• Coltello esatto
• Colla
• Nastro
• Pistola per saldatura

Altri materiali necessari:

• Tavola acrilica
• Cartone
• Blocco di legno
• Polistirolo duro
• Nastro elettrico
• Scatola batteria
• Viti per tubi metallici in ottone esagonale piccole
• Connettori a forma di L
• Connettori in plastica
• Appendiabiti

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Passaggio 3: schemi circuitali

Sopra sono mostrati i brevi schemi circuitali per l'auto e la torre. Questi saranno dati utili per quando stiamo assemblando la torre e l'auto.

Fare attenzione a collegare il cavo correttamente. È necessaria una pistola saldatrice per saldare insieme alcune parti dei fili. Prestare attenzione quando si lavora con una pistola per saldatura.

Passaggio 4: costruzione della base principale dell'auto [Preparazione auto]

1. Prendi la lastra di cartone e, usando un coltellino, tagliala in 23 cm x 29,5 cm. (Questo sarà servito come corpo principale dell'Auto.)
2. Usando una sega, tagliare il blocco di legno alle dimensioni: 24 cm x 5 cm x 2,4 cm. (Questo servirà come piattaforma per i componenti di controllo.)

Passaggio 5: preparazione della scheda verticale anteriore [Preparazione auto]

1. Prendi la tavola di plastica e taglia con le forbici a una dimensione di 15 x 10 cm.
2. Tagliare una fessura larga 1,5 cm e alta 0,5 cm (5 cm dal fondo della tavola e circa al centro in orizzontale) utilizzando un trapano elettrico.
3. Tagliare una piccola lastra di legno, 1,5 cm x 0,5 cm circa e incollarla a caldo direttamente sotto la piccola fessura appena creata.
4. Usando le forbici tagliare il polistirolo per creare una parete riflettente per i lati del fotosensore.
5. Nastro pezzi di carta sui lati del muro, per creare un migliore effetto riflettente per il sensore.

Passaggio 6: assemblaggio delle ruote [Preparazione auto]

1. Taglia 4 cerchi in acrilico utilizzando un programma di taglio laser, ciascuno con un raggio di: 4,75 cm.
2. Incolla a caldo i cerchi in acrilico sul lato esterno delle rispettive ruote.
3. Estrarre due ruote (con raggio di 2,9 cm) e fissare le ruote ai motori.
4. Avvitare saldamente gli assi in posizione. Usando una forbice, tagliare un appendiabiti e fissarlo a circa 27 cm.
5. Estrarre le ultime due ruote. Far scorrere l'asse attraverso il tubo appendiabiti e collegarli con un asse.
6. Avvitare i connettori metallici a forma di L sul corpo principale. Far scorrere l'asse con le ruote senza motori attraverso il foro. Fissare le viti.
7. Prendi un connettore di plastica bianca e avvita le ruote con i motori sul corpo principale.

Passaggio 7: assemblaggio dell'auto

1. Avvita l'Arduino Uno a faccia in su sulla parte superiore della piattaforma di legno, fallo all'estremità.
2. Attacca l'Arduino Bridge sulla parte superiore di Arduino Uno.
3. Quindi prendi la scheda del motore di guida e avvitala sull'altra estremità della piattaforma di legno.
4. Posiziona l'asse di legno al centro del corpo principale. Incollalo a caldo in modo sicuro.
5. Incolla a caldo la scatola della batteria accanto al blocco di legno.
6. Avvitare il sensore di intensità luminosa sulla piccola lastra di legno che era attaccata alla parte anteriore del pannello verticale.
7. Avvitare il sensore IR sul fondo dell'auto, più su uno dei lati.
8. Collegare i fili, seguendo lo schema elettrico dell'auto incluso nel passaggio 3.
9. Fissare saldamente i cavi e le eventuali passerelle. Non lasciare che i fili si aggroviglino con le ruote.

Passaggio 8: creare la torre di carta

1. La torre è composta da prismi triangolari in carta A4.
2. Pre-fare un modello.: 21 cm x 2 cm.
3. Prendi il pezzo di carta e piega tre lati.
4. Incolla due dei lati insieme. Ripeti finché non hai abbastanza prismi.
5. Segui lo schema e incolla i prismi insieme come mostrato.
6. Piega la carta come mostrato nelle immagini per creare una base quadrata, con una struttura a metà esagonale, per la parte superiore della torre.
7. Incolla la base quadrata sulla sommità della torre.
8. Fai un supporto a nido d'ape per il servo.
9. Incolla il supporto in favo di miele sulla base quadrata in cima alla torre.

Suggerimento: suggeriamo di utilizzare del nastro per testare diverse posizioni prima di incollare sulla base e sul supporto a nido d'ape perché la torre, se fatta di carta, è essenziale che tutte le parti siano incollate saldamente per evitare problemi di bilanciamento in seguito.

Passaggio 9: assemblaggio della torre

1. Usando un piccolo tubo esagonale in metallo in ottone collegare il servo da 180° e il servo da 270° insieme, con il 180° in alto.
2. Incolla a caldo il laser sul servo a 180°.
3. Bilancia e fissa Arduino Uno e le batterie sulla piattaforma superiore della torre.
4. Incolla a caldo un sensore di distanza a ultrasuoni su ciascun lato della base.
5. Collegare i fili come mostrato nello schema del circuito della torre al passaggio 3.

Passaggio 10: visualizzazione completa del sistema

Questi erano il prodotto finale che abbiamo creato.

Grazie per aver letto il nostro manuale e ci auguriamo che ti sia piaciuto. Se hai domande sul nostro progetto, puoi contattare il nostro team leader tramite: [email protected].

Passaggio 11: risoluzione dei problemi

Auto/Bug

1. Se qualche componente elettrico non funziona correttamente, controllare i cavi per vedere se sono collegati correttamente.

2. Se i componenti elettrici continuano a non funzionare correttamente, anche se i cavi sono collegati correttamente, utilizzare un rilevatore di tensione per testare la tensione di ciascuna posizione diversa. È possibile che la corrente di tensione sia stata disturbata. Le tensioni corrette approssimative sono incluse di seguito:

   1. Ruote: 9V
   2. Sensori[Tutti]: 5V
   3. Servi: 6-12V
   4. Batteria: 12V
3. Se l'auto non funziona, assicurati che la scheda Arduino e il motore di guida siano collegate, sia direttamente collegate che collegate insieme a una breadboard. Suggeriamo per esperienza di utilizzare la stessa batteria per alimentare sia Arduino che Driving Motor.
4. Quando si prova il carrello in pista e si sente un rumore forte, potrebbe essere l'attrito tra i motori e l'asse o le ruote esterne e la pista. Usa un olio lubrificante sui motori e della vaselina sul lato interno della copertura in acrilico sulle ruote.

Torre

1. Tieni la torre in un luogo asciutto, perché se l'aria è troppo umida la carta si ammorbidisce e non reggerà alcun peso.
2. Se il laser non spara con precisione, modifica il codice per cambiare gli angoli. Tuttavia, un consiglio: cambia parti specifiche del codice, in modo che anche gli altri angoli non siano interessati.